Measurements of Proton High-Order Cumulants in sqrt[s_{NN}]=3 GeV Au+Au Collisions and Implications for the QCD Critical Point.

/ Authors

M. S. Abdallah, B. Aboona, J. Adam, L. Adamczyk, J. Adams, J. K. Adkins, G. Agakishiev, I. Aggarwal, M. Aggarwal, Z. Ahammed

and 392 more authors

I. Alekseev, D. M. Anderson, A. Aparin, E. Aschenauer, M. U. Ashraf, F. Atetalla, A. Attri, G. S. Averichev, V. Bairathi, W. Baker, J. Ball Cap, K. Barish, A. Behera, R. Bellwied, P. Bhagat, A. Bhasin, J. Bielcik, J. Bielčíková, I. Bordyuzhin, J. Brandenburg, A. Brandin, I. Bunzarov, X. Cai, H. Caines, M. Calderon De La Barca Sanchez, D. Cebra, I. Chakaberia, P. Chaloupka, B. Chan, F. Chang, Z. Chang, N. Chankova-Bunzarova, A. Chatterjee, S. Chattopadhyay, D. Chen, J. Chen, J. Chen, X. Chen, Z. Chen, J. Cheng, M. Chevalier, S. Choudhury, W. Christie, X. Chu, H. Crawford, M. Csanád, M. Daugherity, T. Dedovich, I. Deppner, A. Derevschikov, A. Dhamija, L. Di Carlo, L. Didenko, P. Dixit, X. Dong, J. Drachenberg, E. Duckworth, J. Dunlop, N. Elsey, J. Engelage, G. Eppley, S. Esumi, O. Evdokimov, A. Ewigleben, O. Eyser, R. Fatemi, F. M. Fawzi, S. Fazio, P. Federic, J. Fedorišin, C. Feng, Y. Feng, P. Filip, E. Finch, Y. Fisyak, A. Francisco, C. Fu, L. Fulek, C. Gagliardi, T. Galatyuk, F. Geurts, N. Ghimire, A. Gibson, K. Gopal, X. Gou, D. Grosnick, A. Gupta, W. Guryn, A. Hamad, Ahmed M. Hamed, Y. Han, S. Harabasz, M. Harasty, J. W. Harris, H. Harrison, S. He, W. He, X. He, Y. He, S. Heppelmann, S. Heppelmann, N. Herrmann, E. Hoffman, L. Holub, Y. Hu, H. Huang, H. Huang, S. Huang, T. Huang, X. Huang, Y. Huang, T. Humanic, G. Igo, D. Isenhower, W. Jacobs, C. Jena, A. Jentsch, Y. Ji, J. Jia, K. Jiang, X. Ju, E. Judd, S. Kabana, M. Kabir, S. Kagamaster, D. Kalinkin, K. Kang, D. Kapukchyan, K. Kauder, H. Ke, D. Keane, A. Kechechyan, M. Kelsey, Y. Khyzhniak, D. Kikoła, C. Kim, B. Kimelman, D. Kincses, I. Kisel, A. Kiselev, A. Knospe, H. Ko, L. Kochenda, L. Kosarzewski, L. Kramárik, P. Kravtsov, L. Kumar, S. Kumar, R. Kunnawalkam Elayavalli, J. Kwasizur, R. Lacey, S. Lan, J. Landgraf, J. Lauret, A. Lebedev, R. Lednický, J. Lee, Y. Leung, N. Lewis, C. Li, C. Li, W. Li, X. Li, Y. Li, X. Liang, Y. Liang, R. Licenik, T. Lin, Y. Lin, M. Lisa, F. Liu, H. Liu, H. Liu, P. Liu, T. Liu, X. Liu, Y. Liu, Z. Liu, T. Ljubičić, W. Llope, R. Longacre, E. Loyd, N. Lukow, X. F. Luo, L. Ma, R. Ma, Y. Ma, N. Magdy, D. Mallick, S. Margetis, C. Markert, H. Matis, J. Mazer, N. Minaev, S. Mioduszewski, B. Mohanty, M. Mondal, I. Mooney, D. Morozov, A. Mukherjee, M. Nagy, J. Nam, M. Nasim, K. Nayak, D. Neff, J. Nelson, D. Nemes, M. Nie, G. Nigmatkulov, T. Niida, R. Nishitani, L. Nogach, T. Nonaka, A. S. Nunes, G. Odyniec, A. Ogawa, S. Oh, V. Okorokov, B. Page, R. Pak, J. Pan, A. Pandav, A. Pandey, Y. Panebratsev, P. Parfenov, B. Pawlik, D. Pawłowska, C. Perkins, L. Pinsky, J. Pluta, B. R. Pokhrel, G. Ponimatkin, J. Porter, M. Posik, V. Prozorova, N. Pruthi, M. Przybycien, J. Putschke, H. Qiu, A. Quintero, C. Racz, S. Radhakrishnan, N. Raha, R. L. Ray, R. Reed, H. Ritter, M. Robotkova, O. Rogachevskiy, J. Romero, D. Roy, L. Ruan, J. Rusnak, A. Sahoo, N. Sahoo, H. Sako, S. Salur, J. Sandweiss, S. Sato, W. Schmidke, N. Schmitz, B. Schweid, F. Seck, J. Seger, M. Sergeeva, R. Seto, P. Seyboth, N. Shah, E. Shahaliev, P. Shanmuganathan, M. Shao, T. Shao, A. I. Sheikh, D. Shen, S. Shi, Y. Shi, Q. Shou, E. Sichtermann, R. Sikora, M. Simko, J. Singh, S. Singha, M. Skoby, N. Smirnov, Y. Söhngen, W. Solyst, Y. Song, P. Sorensen, H. Spinka, B. Srivastava, T. Stanislaus, M. Stefaniak, D. Stewart, M. Strikhanov, B. Stringfellow, A. Suaide, M. Šumbera, B. Summa, X. Sun, X. Sun, Y. Sun, Y. Sun, B. Surrow, D. Svirida, Z. Sweger, P. Szymański, A. Tang, Z. Tang, A. Taranenko, T. Tarnowsky, J. Thomas, A. Timmins, D. Tlustý, T. Todoroki, M. Tokarev, C. Tomkiel, S. Trentalange, R. Tribble, P. Tribedy, S. Tripathy, T. Truhlar, B. Trzeciak, O. Tsai, Z. Tu, T. Ullrich, D. Underwood, I. Upsal, G. Van Buren, J. Vanek, A. Vasiliev, I. Vassiliev, V. Verkest, F. Videbæk, S. Vokál, S. Voloshin, F. Wang, G. Wang, J. Wang, P. Wang, X. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Z. Wang, J. Webb, P. Weidenkaff, L. Wen, G. Westfall, H. Wieman, S. Wissink, R. Witt, J. Wu, J. Wu, Y. Wu, B. Xi, Z. Xiao, G. Xie, W. Xie, H. Xu, N. Xu, Q. Xu, Y. Xu, Z. Xu, Z. Xu, G. Yan, C. Yang, Q. Yang, S. Yang, Y. Yang, Z. Ye, Z. Ye, L. Yi, K. Yip, Y. Yu, H. Zbroszczyk, W. Zha, C. Zhang, D. Zhang, J. Zhang, S. Zhang, S. Zhang, X. Zhang, Y. Zhang, Y. Zhang, Y. Zhang, Z. Zhang, Z. Zhang, Z. Zhang, J. Zhao, C. Zhou, Y. Zhou, X. Zhu, M. Zurek, M. Zyzak

/ Abstract

We report cumulants of the proton multiplicity distribution from dedicated fixed-target Au+Au collisions at sqrt[s_{NN}]=3.0 GeV, measured by the STAR experiment in the kinematic acceptance of rapidity (y) and transverse momentum (p_{T}) within -0.5<y<0 and 0.4<p_{T}<2.0 GeV/c. In the most central 0%-5% collisions, a proton cumulant ratio is measured to be C_{4}/C_{2}=-0.85±0.09 (stat)±0.82 (syst), which is 2σ below the Poisson baseline with respect to both the statistical and systematic uncertainties. The hadronic transport UrQMD model reproduces our C_{4}/C_{2} in the measured acceptance. Compared to higher energy results and the transport model calculations, the suppression in C_{4}/C_{2} is consistent with fluctuations driven by baryon number conservation and indicates an energy regime dominated by hadronic interactions. These data imply that the QCD critical region, if created in heavy-ion collisions, could only exist at energies higher than 3 GeV.

Journal: Physical review letters

DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.202303